曲靖非相干散射雷达观测研究进展与展望

本文介绍了我国曲靖非相干散射雷达的主要技术方案,结合实测数据分析表明该雷达具备了电离层电子密度与等离子体温度观测、空间碎片凝视探测与月球二维成像探测等能力,可用于研究电离层F层气候学特征、电子密度暴时变化与异常增强等天气事件、E-F谷区结构与变化、约3 cm以上尺寸空间碎片的分布特征与模型、月球不同区域的散射回波特性等.下一步将重点开展低电离层与北驼峰结构及演化过程、电离层暴时与扰动特性观测.

2013年极区平流层爆发性增温期间我国昆明地区临近空间大气波动特性研究

利用2012-12-01—2013-02-28期间昆明站与120°E子午链附近5个台站流星雷达观测的大气风场数据,分析了2013年极区平流层爆发性增温(stratospheric sudden warming,SSW)事件对昆明地区临近空间平均风场、大气潮汐波的影响.结果表明2013年SSW期间,昆明站纬向东向风快速减弱并转向,北向风异常增强,周日潮汐和半日潮汐振幅均出现明显下降.结合小波分析结果发现:2013年SSW期间行星波有幅度增强现象,但主导准周期在不同纬度和不同时间表现不一致;昆明站垂测仪的foF2数据表现出明显的潮汐波状变化结构;行星波和半日潮汐的相互作用可能是临近空间调制电离层的主要机制,其耦合机制有待进一步研究.

电离层电子密度剖面和特征参数对两次日食事件的响应研究

本文利用亚洲和美洲地区多个测高仪台站的观测,并结合三维电离层-热层耦合理论模型进行数值模拟,对2020年6月21日和2017年8月21日两次日食事件期间电离层电子密度剖面的变化特征进行分析,并探讨这两次事件中日食效应的异同及形成机制.分析结果表明,在这两次日食期间,位于电离层低高度的E层和F1层的电子密度变化与太阳辐射的变化基本同步;且F1层峰值密度的日食响应幅度大于E层.该结果与以往观测一致,且日食响应无明显的经度变化.进一步地,通过分析观测和模拟结果中电子密度日食衰减效应的高度变化和时延特征,我们发现:(1)观测和模拟结果均表明,食甚时电子密度的最大相对衰减的位置一般不在F1层峰的位置,而是在其上方约几十公里的高度;模拟结果显示该现象是由日食期间F1层上方光化学过程与动力学过程共同作用导致;(2)在中纬地区,在F2层峰附近及以上区域中电离层电子密度最大日食衰减相对太阳辐射变化的时延具有显著的经度变化,其相对衰减在亚洲地区随高度增加而减少,在北美地区随高度无明显变化,与以往报道的欧洲地区随高度增加而增加的趋势也不同;(3)日食电子密度衰减时延的高度变化受到日食发生的地方时的显著影响,如上午时段与午后时段的响应有明显不同.模拟结果表明F2层峰及以上高度的日食效应受到中性风和双极扩散的影响较大,而受电场漂移的影响相对较小;模拟结果同时显示在午后这些动力学输运过程及其日食响应比在午前更强,该现象与午前和午后背景电子密度的大小差异有关.这可能是观测到的日食电子密度衰减时延的高度依赖具有经度变化的原因.

一种光波大气折射率剖面模型构建方法

根据经典光波折射率计算公式和ITU-R建议书中水汽密度经验公式,给出了一种新的光波大气折射率计算公式;借鉴Hopfield折射率静力项剖面模型和ITU-R建议书中水汽密度剖面模型,给出了一种基于历史气象探空数据构建光波大气折射率剖面模型的方法。以青岛地区为例,通过对1986—1995年历史气象探空数据的处理并结合参考标准大气,建立了适合当地的光波大气折射率剖面模型;统计剖面模型预测折射率剖面与实测折射率剖面的均方根误差,结果表明:构建的剖面模型具有较好的预测精度,这对光学外测设备的折光修正数据处理具有很好的参考价值。